喻 超

（中国船舶重工集团公司第七一二研究所，武汉 430064）

0 引言

随着在环保和节能问题的日益突出，锂电池具有能量密度高，对环境的污染小等优势，是近年来兴起的一种新型电源。本文所设计的电池管理系统采用模块化设计，以单片机和触摸屏作为控制的核心器件，实时监测各单体及整组电池的运行状态，可有效避免电池过充、过放等滥用情况的发生，从而保证电池系统的安全运行[1]。

1 触摸屏MT6000系列简介

本系统使用的MT6070iH触摸屏采用的是7寸彩色TFT液晶屏。具有交互性好、可靠性高、编程简单等特点。

MT6070iH的主要特点如下：

1) 7寸液晶显示屏，LED背光模组，分辨率为 800×480；

2) 支持USB2.0下载；

3) 内建电源隔离保护器；

4) 无风扇冷却系统；

5) 400MHz CPU、128MB 内存，使MT6070iH拥有更快的处理速度；

6) 方便易用的仿真功能，简化了程序设计，并可节约大量的工程调试时间；

2 电池管理系统简介

电池管理系统主要由主控制模块、数据采集模块及人机界面组成[2]。主控制模块主要完成对电池组总电流、总电压、环境温度的测量和计算；数据采集模块负责对单体电池端电压、温度及电池组充放电电流的检测并将采集数据发送到内部通讯总线[3]；人机界面主要是对系统进行参数设置及接收主控制模块的各种信息并显示。电池管理系统的作用就是对电池的充放电及运行状态进行监测、控制及报警。其分为两级网络构造，底层为 CAN总线通讯网络[4]，上层与液晶显示屏MT6070iH采用RS232通讯网络，如图1所示。

3 软件设计[5]

MT6070iH的编程采用的软件是Easy Builder 8000，它的界面和编程方法都非常简单易用。

图1 电池管理系统

3.1 系统参数设计

系统参数共分为设备列表、HMI属性、一般属性、用户密码、字体、扩展存贮器、打印服务器等七个部分。在电池管理系统中主要对设备列表、HMI属性、一般属性、用户密码这四个部分进行设置。

设备列表：用来设定被HMI所操作的各项装置的属性，这些装置包括各式PLC，远程的HMI与PC。

当使用EB8000开启一个新的程序文件后，在“设备列表”中，有一个预设装置：“Local HMI”，“Local HMI”被用来识别本机，也可称为本地HMI，每一个程序文件至少需包含一个“Local HMI”装置。当使用设定可开启“本机 HMI”的设定对话窗口。

本机PLC是指直接连接在本地HMI的设备，它可以是PLC，也可以是与通讯协议相匹配的控制设备。此时要控制本机设备需先增加此种类型的装置。在按下“新增”按键后，只需在设定对话窗口中正确设定各项属性即可。

PLC类型：从PLC选择列表中选择合适的PLC类型。这里选择Modbus RTU。

接口类型：PLC所使用的接口类型，选择“RS232”，按下“设置”后对通讯参数进行设定。如图2：

图2 通讯口设置界面

HMI属性：该设定页用来设定HMI的机型，时钟信号的来源与打印机有关的设定。在电池管理系统中HMI机型选择MT6070iH。

一般属性：该设定页用来设定与画面操作有关的各项属性。

用户密码：设定页用来设定用户的密码，并规划每个用户可操作的元件类别，在EB 8000中，元件被划分为“无”与“A～F”等共7个类别。类别属于“无”的元件，开放给任何用户使用。用户的密码必须是由0~9的数字所组成，EB 8000最多可规划12个用户。

3.2 画面设计

在电池管理系统中，设计了主界面、电池状态、历史记录及参数设置等画面，其中主界面为该系统的主画面，如图3：

图3 电池管理系统主界面

主菜单

主菜单用于切换各监控画面，包括4个按钮，分别链接到主界面、电池状态、历史记录、参数设置等画面，点击相应的按钮即可切换到该画面。

故障报警栏

故障报警栏在整个屏幕的下方，用来显示电池在运行过程中产生的故障和报警，这些故障和报警均来自主控制模块，故障提示栏有助于工作人员尽快发现和解决故障。

图形窗口

每个图形窗口均采用图形符号表示当前监测的对象，并在相应位置显示该电池及电池组的运行参数及状态，操作人员可以直观的了解电池的运行情况。

3.3 地址标签的定义

为增加元件信息的可读性以及程序的可规划性，可使用地址标签库对程序中需使用的地址进行统一编辑定义。在地址标签库的编辑中需要定义标签名称、PLC名称、地址类型、设备类型及地址。

标签名称：为电池管理系统中所使用到的变量名称。

PLC名称：为系统参数设置中定义的设备名称。

地址类型：为变量的类型，在电池管理系统中有位变量及字变量，如0x定义为参数设置存储触发位地址，1x定义为状态量位地址，3x定义为模拟量输入地址，4x定义为参数设置地址。

地址：为变量地址。

3.4 系统安全设计

系统安全问题是电池管理系统使用过程中必须考虑的，MT6070iH可以通过用户密码来设定不同人员的访问权限，实现系统安全。不同人员登录后拥有自己的访问等级，其决定了该登录级别对系统操作的权限。只有拥有高级别权限的操作人员才能进行高级别的系统操作。这样就大大提高了系统操作的安全性。

4 结论

MT6070iH是一款非常优秀的工业用触摸屏，设计和实现非常简单，功能十分强大，同时又具有较高的性能和稳定性。在电池管理系统中，利用MT6070iH开发的人机界面已经完成并且投入使用。从使用情况来看，该触摸屏界面友好、使用方便、运行可靠，达到了设计要求。

[1]王海明, 郑绳楦, 刘兴顺等. 锂离子电池的特点及应用. 电气时代, 2004, (3): 132-134.

[2]刘均. 动力电源管理系统设计与实现. 哈尔滨工业大学硕士论文. 2004.

[3]李立伟, 邹积岩. 蓄电池总线检测系统的设计与实现[J].电工技术杂志. 2002(11).

[4]邬宽明. CAN总线原理和应用系统设计[M]. 北京:北京航空航天大学出版社, 1996.

[5]威纶科技有限公司, EasyBuilder8000说明书. 2006.